В данной публикации будет описан простой метод выбора площади радиатора при помощи графика-шпаргалки.
Сразу следует отметить, что данная шпаргалка актуальная для алюминиевые радиаторов и радиаторов из алюминиевых сплавов: силумина, дюралюминия и других.
Рассмотрим график. На вертикальной оси графика указана площадь поверхности радиатора в см2. На горизонтальной оси графика - значения рассеиваемой мощности в Вт. Так же, имеются несколько кривых, соответствующих разным значениям температуры перегрева.
Температура перегрева - это значение температуры, показывающая, на сколько градусов изменится температура радиатора относительно первоначального значения температуры при рассеивании определенного значения мощности.
Другими словами. Если первоначальное значение температуры радиатора (до начала нагрева), было равным 20 градусам Цельсия, то при рассеивании определенного значения мощности, температура радиатора изменится (увеличится) на величину значения температуры перегрева, например на 50 градусов Цельсия, в итоге составит 20 + 50 = 70 градусов Цельсия.
Как пользоваться шпаргалкой? Допустим нам необходимо рассчитать площадь радиатора для одного канала усилителя с выходной мощностью 100 Вт. Прежде всего, необходимо рассчитать какую мощность будет рассеивать данный усилитель при своей работе. Для этого необходимо знать КПД усилителя. Предположим, что наш усилитель работает в классе AB, тогда его КПД будет примерно равен 55%. Зная выходную мощность и КПД усилителя, можно рассчитать какая мощность будет рассеиваться в виде тепла на радиаторе. Первым делом вычисляем потребляемую усилителем от источника питания мощность.
Потребляемая усилителем мощность: (100 Вт / 55 %) * 100% = 181 Вт.
Рассеиваемая мощность - это потребляемая мощность минус выходная мощность.
Рассеиваемая мощность: 181 Вт - 100 Вт = 81 Вт.
Для вашего удобства автор создал таблицу, где указаны значения рассеиваемой мощности, соответствующие выходной мощности для различных классов усилителей.
Теперь в наличии есть все, чтобы выбрать площадь радиатора, но сперва нужно определиться с тем, какая максимальная температура радиатора нас устроит. Примем за максимальную температуру радиатор 70 градусов Цельсия.
Чтобы найти температуру перегрева, необходимо от желаемой температуры радиатора (70 градусов в нашем случае), отнять температуру окружающей среды.
Температура перегрева: 70 - 30 = 40 градусов Цельсия.
Теперь, пользуясь графиком, необходимо выбрать площадь радиатора:
Исходя из графика, чтобы усилитель класса AB, с выходной мощностью 100 Вт, мог бесконечно долго работать с максимальной выходной мощностью, при температуре окружающей среды 30 градусов, не нагревая радиатор более чем до 80 градусов Цельсия, площадь поверхности радиатора должна составлять чуть более 2000 см2.
При активном охлаждении (применении для охлаждения вентилятора или вентиляторов), получившееся значение площади радиатора необходимо уменьшить в 2-5 раз, в зависимости от интенсивности активного охлаждения.
Справедливости ради стоит отметить, что приведенный выше пример расчета подходит для расчета площади радиатора усилителей, постоянно работающих на максимальной выходной мощности с сигналом типа синусоидального. Реальный аудио усилитель не работает постоянно на максимальной мощности, а характер усиливаемого сигнала далек от синусоидального (реальный музыкальный сигнал имеет гораздо больший пик-фактор, отличный от пик-фактора синуса), поэтому для бытовых аудио усилителей (за исключением усилителей, работающих в классе А), получившееся значение площади радиатора допускается уменьшить вдвое.
Спасибо за внимание!
Дата первой публикации: 14 апреля 2019
Дата изменения: 26 марта 2022